一文看懂所有字符编码标准

ASCII

ASCII（American Standard Code for Information Interchange）是一种字符编码标准，最初由美国国家标准协会（ANSI）制定，于1963年首次发布。ASCII编码用于将文本字符映射到二进制数值，使得计算机能够理解和处理这些字符。

以下是ASCII编码的主要特点：

1. 字符范围：
   ASCII编码使用7位二进制数（0-127）表示128个字符，包括基本拉丁字母、数字（0-9）、标点符号、控制字符（例如回车、换行）等。
   0～31及127(共33个)是控制字符或通信专用字符（其余为可显示字符）
   如控制符：LF(换行)、CR(回车)、FF(换页)、DEL(删除)、BS(退格)、BEL(响铃)等；
   通信专用字符：SOH（文头）、EOT（文尾）、ACK（确认）等；
   32～126(共95个)是字符(32是空格)，其中48～57为0到9十个阿拉伯数字。
   65～90为26个大写英文字母，97～122号为26个小写英文字母，其余为一些标点符号、运算符号等。
   同时还要注意，在标准ASCII中，其最高位(b7)用作奇偶校验位。

所谓奇偶校验，是指在代码传送过程中用来检验是否出现错误的一种方法，一般分奇校验和偶校验两种。
奇校验规定：正确的代码一个字节中1的个数必须是奇数，若非奇数，则在最高位b7添1；
偶校验规定：正确的代码一个字节中1的个数必须是偶数，若非偶数，则在最高位b7添1 。

2. 扩展ASCII：
   为了满足其他语言和符号的需求，后来提出了扩展ASCII编码，使用8位二进制数（0-255）表示256个字符。这包括了更多的特殊符号、重音符号以及其他语言的字符。

扩展ASCII码
后128个称为扩展ASCII码。许多基于x86的系统都支持使用扩展（或“高”）ASCII。扩展ASCII 码允许将每个字符的第8 位用于确定附加的128 个特殊符号字符、外来语字母和图形符号 。

3. 不支持非拉丁字符：
   ASCII主要针对英语和基本的拉丁字母，因此不包含用于表示其他语言（如中文、日文、俄文等）的字符。

4. 通用性：
   由于其简单、广泛支持的特点，ASCII曾经是计算机系统之间交换信息的基本标准。

虽然ASCII编码在早期计算机系统中非常流行，但随着全球化和对非英语字符的需求增加，它变得不够灵活。因此，后来的字符编码标准，如Unicode，提供了更广泛的字符支持，使得各种语言和符号都能够得到合适的表示。

ACII百度百科

128个符号不够用

欧洲国家

在英语中，用128个符号编码便可以表示所有，但是用来表示其他语言，128个符号是不够的。比如，在法语中，字母上方有注音符号，它就无法用 ASCII 码表示。于是，一些欧洲国家就决定，利用字节中闲置的最高位编入新的符号。比如，法语中的é的编码为130（二进制10000010）。这样一来，这些欧洲国家使用的编码体系，可以表示最多256个符号 。
但是，这里又出现了新的问题。不同的国家有不同的字母，因此，哪怕它们都使用256个符号的编码方式，代表的字母却不一样。比如，130在法语编码中代表了é，在希伯来语编码中却代表了字母Gimel (?)，在俄语编码中又会代表另一个符号。但是不管怎样，所有这些编码方式中，0–127表示的符号是一样的，不一样的只是128–255的这一段。

亚洲国家

至于亚洲国家的文字，使用的符号就更多了，汉字就多达10万左右。一个字节只能表示256种符号，肯定是不够的，就必须使用多个字节表达一个符号。比如，简体中文常见的编码方式是 GB2312，使用两个字节表示一个汉字，所以理论上最多可以表示 2562 = 65536 个符号

GB2312

GB2312（Guójiā biāozhǔn 2312），也称为GB 2312，是中华人民共和国颁布的第一个汉字字符集标准。该标准发布于1980年，是中国国家标准总局颁布的简体字字符集标准之一。GB2312的主要目的是规范简体字的编码，以促进计算机系统和应用程序之间的字符标准化。

以下是GB2312的一些关键特点：

1. 字符范围： GB2312规定了包括6,763个常用汉字和682个其他字符（包括拉丁字母、数字、标点符号等）的字符集。这些字符被组织成94行、94列的表格，每个表格包含一个字符。

2. 双字节编码： GB2312采用了双字节编码方案，每个字符用两个字节表示。第一个字节在0xA1到0xF7之间，第二个字节在0xA1到0xFE之间。这种编码方案使得GB2312适用于8位编码系统。

3. 编码规则： GB2312编码规则按照字符的位置在表格中的行列来确定。每个字符都有一个唯一的编码，其中第一个字节对应表格的行，第二个字节对应表格的列。

4. 简体字标准： GB2312主要关注简体字，是为了解决简体字的字符标准化问题。由于繁体字较多，后来GBK（汉字内码扩展规范）和GB18030等标准被制定来支持更多字符。

尽管GB2312在中国大陆广泛使用，但它的字符集相对较小，不能涵盖所有的汉字字符。随着计算机和通信技术的发展，后续的字符集标准如GBK和GB18030逐渐取代了GB2312，以满足更多字符的需求。

GBK

GBK（Guójiā biāozhǔn kuòzhǎn），也称为GB18030的前身，是中华人民共和国颁布的汉字字符集标准之一。GBK于1995年发布，是GB2312的扩展，旨在支持更多的汉字字符，并加入了一些繁体字字符。

以下是GBK的一些关键特点：

1. 字符范围： GBK包含了GB2312的所有字符，以及扩展了约20,000个繁体字和少数民族字符。总体而言，GBK字符集包含了超过87,000个字符。

2. 双字节编码： 类似于GB2312，GBK也采用了双字节编码方案，每个字符用两个字节表示。这有助于保持向下兼容性，以便GB2312的文本可以在GBK环境中正确处理。

3. 兼容性： GBK在设计上考虑了向下兼容GB2312，即GB2312中的字符在GBK中有相同的表示。这使得原本使用GB2312的应用程序可以逐渐过渡到使用GBK。

4. GB18030： GBK的后续版本是GB18030，它是一个更大的字符集，包含了丰富的字符，支持汉字、日文、韩文、藏文等多种语言。GB18030同时兼容GB2312、GBK和Unicode。

5. 应用领域： GBK在中国大陆广泛应用于各种领域，包括操作系统、数据库、办公软件等。它为中文字符的表示提供了标准，尤其是在包含大量繁体字的场景中。

总体而言，GBK是为了扩展GB2312以满足更多字符需求而制定的标准。随着GB18030的出现，GBK逐渐被GB18030取代，后者支持更广泛的字符集，包括了Unicode的一部分。

GB18030

GB18030是中华人民共和国颁布的字符编码标准，是GBK的扩展，旨在支持更广泛的字符集，包括汉字、拉丁字母、日文、韩文等多种语言。GB18030于2005年发布，是中国国家标准总局颁布的一个国家标准。

以下是GB18030的一些关键特点：

1. 字符范围： GB18030包含了GB2312和GBK的所有字符，同时还加入了更多的字符，使其成为一个非常庞大的字符集。总体而言，GB18030字符集包含了超过1,000,000个字符。

2. 双字节和四字节编码： 类似于GBK，GB18030采用了双字节编码方案，每个字符用两个字节表示。此外，GB18030还引入了四字节编码，以支持更多字符。四字节编码使得GB18030能够表示Unicode字符集中的所有字符。

3. 兼容性： GB18030在设计上考虑了向下兼容GBK和GB2312，即这些字符集中的字符在GB18030中有相同的表示。这使得原本使用GBK和GB2312的应用程序可以逐渐过渡到使用GB18030，而无需大规模修改现有的文本和软件资产。

4. 多语言支持： GB18030不仅支持汉字，还支持多种语言的字符，包括拉丁字母、日文、韩文等。这使得GB18030成为一个更加通用的字符编码标准。

5. Unicode兼容： GB18030与Unicode的兼容性较好，能够表示Unicode字符集中的大多数字符。GB18030的设计目标之一是与Unicode保持一致，使得在处理不同字符集时更加方便。

GB18030的推出使得中国的计算机系统更好地支持了不同语言和字符，为全球化和多语言信息交流提供了支持。在使用GB18030时，应用程序需要考虑字符的双字节或四字节表示方式，以确保正确处理各种字符。

Unicode

Unicode是一种字符编码标准，旨在统一世界上各种语言和符号的字符表示。它提供了一个唯一的数字码点（code point）来表示每个字符，包括文字、标点符号、数学符号、技术符号以及世界上各种语言的字符。

以下是Unicode的一些关键特点：

1. 统一性： Unicode旨在提供一个统一的字符集，覆盖全球范围内的所有书写系统。这包括了几乎所有已知的语言，从基本的拉丁字母到中文、阿拉伯文、希伯来文等。

2. 唯一码点： 每个字符在Unicode中都有一个唯一的数字码点，用来标识该字符。这个码点通常用16进制表示，例如，拉丁字母"A"的Unicode码点是U+0041。

3. 多字符集支持： Unicode定义了多个字符集，包括UTF-8、UTF-16、UTF-32等。这些字符集用于在计算机系统中以不同的方式表示Unicode字符。

4. 向后兼容： Unicode的设计考虑了向后兼容性，以确保新的版本能够与旧版本兼容。这有助于保护现有的文本和软件资产。

5. 广泛应用： Unicode在计算机领域中得到了广泛应用，包括操作系统、编程语言、数据库、文本处理软件等。它也是互联网上文本通信的标准。

6. 表情符号和特殊符号： Unicode还包括了各种表情符号（emoji）和特殊符号，使其更适用于现代通信和互联网文化。

Unicode的目标是解决字符编码的碎片化问题，使得不同语言和文化的字符能够在计算机系统中得到一致的表示。UTF-8、UTF-16和UTF-32等编码方案是用来在计算机中存储和传输Unicode字符的具体实现。Unicode的普及促进了全球化信息交流，为各种语言和文化的数字化提供了基础。

UTF-8

UTF-8（Unicode Transformation Format-8）是一种变长字符编码方案，用于表示Unicode字符集中的字符。它是Unicode的一种实现方式，具有以下特点：

1. 变长编码： UTF-8使用变长编码，即不同的字符可能由不同数量的字节表示。常用的ASCII字符使用一个字节表示，而其他字符可能需要两、三、甚至四个字节。这种设计使得UTF-8在存储和传输文本时能够更灵活地适应不同字符的需求。

2. ASCII兼容： UTF-8是兼容ASCII编码的。ASCII字符集中的字符在UTF-8中有相同的表示，保持了对现有ASCII文本的向后兼容性。这意味着UTF-8编码的文本可以无缝地包含和表示ASCII文本。

3. 字节顺序： UTF-8是无字节序的编码方案，因为每个字符都是独立的字节序列。这使得在不同的计算机系统之间更容易地进行文本交换，而无需考虑字节序的问题。

4. Unicode字符表示： UTF-8可以表示Unicode字符集中的所有字符，包括拉丁字母、汉字、表情符号等。这使得UTF-8成为全球性的字符编码标准，广泛用于互联网、操作系统、编程语言等各个领域。

5. 空间效率： 对于常用的英文字母和符号，UTF-8使用一个字节表示，与ASCII编码相同。这保持了对ASCII文本的空间效率，而对于其他字符，UTF-8的变长编码方式也能够有效地利用空间。

UTF-8是互联网上最常用的字符编码方式，广泛应用于网页、文本文件、数据库等。它为全球范围内的文本交流提供了一种通用的解决方案，因为它能够表示几乎所有的Unicode字符。

QA

最高位b7是什么意思?

在计算机中，字节是由二进制位（bit）组成的，通常是8位一个字节。对于字节的每个位，我们可以用索引从0到7来表示，其中0是最低位（最右边的位），7是最高位（最左边的位）。

在讨论字节的最高位时，我们通常使用 b7 表示字节的第7位。这个位的值为1或0，取决于具体的上下文和字节的内容。在某些编码方案中，最高位可能用于表示符号、标志或其他信息。

在UTF-8编码中，最高位（b7）通常用于表示多字节字符的起始。UTF-8的编码规则中，以0开头的字节表示单字节字符，而以1开头的字节表示多字节字符的起始字节。因此，最高位为1的字节是多字节字符的开始，而最高位为0的字节是单字节字符或多字节字符的后续字节。

UTF-8和UTF-16的区别

UTF-8和UTF-16都是Unicode编码的实现方式，但它们有一些关键的区别：

1. 编码方式：
   UTF-8： 使用变长编码，一个字符可能由1到4个字节组成。对于常用的ASCII字符，只需要一个字节；对于其他字符，可能需要多个字节。
   UTF-16： 使用固定长度编码，一个字符总是由2个字节或4个字节组成。基本多语言平面（BMP）中的字符使用两个字节，而辅助平面（Supplementary Planes）中的一些字符需要四个字节。

2. 对ASCII的处理：
   UTF-8： ASCII字符在UTF-8中使用一个字节表示，与ASCII编码兼容。
   UTF-16： ASCII字符在UTF-16中使用两个字节表示，因为UTF-16以两个字节为单位进行编码。

3. 空间效率：
   UTF-8： 对于英文和其他主要使用ASCII字符的文本，UTF-8通常比UTF-16更节省空间，因为ASCII字符只需要一个字节。
   UTF-16： 对于包含大量非ASCII字符的文本，UTF-16可能更节省空间，因为大多数字符只需要两个字节。

4. 字节顺序：
   UTF-8： 是无字节序的编码方案，每个字符都是独立的字节序列。
   UTF-16： 可以具有两种字节序：大端序（Big-Endian）和小端序（Little-Endian）。UTF-16文件通常包含一个字节序标记（BOM），以指示使用的字节序。

5. 适用范围：
   UTF-8： 在互联网上广泛应用，特别适合处理以英文为主的文本和Web文档。
   UTF-16： 在一些操作系统、编程语言和应用中使用，特别是在处理包含许多不同语言字符的环境中。
   UTF-8适用于多语言文本和互联网传输，而UTF-16适用于需要处理广泛字符集的环境。

UTF-8和UTF-32的区别

UTF-8和UTF-32都是Unicode编码的实现方式，但它们在编码方式和存储上存在一些关键的区别：

1. 编码方式：
   UTF-8： 使用变长编码，一个字符可能由1到4个字节组成。对于常用的ASCII字符，只需要一个字节；对于其他字符，可能需要多个字节。
   UTF-32： 使用固定长度编码，一个字符总是由4个字节组成。

2. 对ASCII的处理：
   UTF-8： ASCII字符在UTF-8中使用一个字节表示，与ASCII编码兼容。
   UTF-32： ASCII字符在UTF-32中仍然使用四个字节表示，因为UTF-32是固定长度编码。

3. 空间效率：
   UTF-8： 对于英文和其他主要使用ASCII字符的文本，UTF-8通常更节省空间，因为ASCII字符只需要一个字节。
   UTF-32： 对于所有字符，UTF-32占用的空间是固定的，每个字符都需要4个字节。这可能导致存储大量文本时浪费空间。

4. 字节顺序：
   UTF-8： 是无字节序的编码方案，每个字符都是独立的字节序列。
   UTF-32： 可以具有两种字节序：大端序（Big-Endian）和小端序（Little-Endian）。UTF-32文件通常包含一个字节序标记（BOM），以指示使用的字节序。

5. 适用范围：
   UTF-8： 在互联网上广泛应用，特别适合处理以英文为主的文本和Web文档。
   UTF-32： 用于处理需要大范围字符集的环境，特别是在内存中直接处理字符时，因为它提供了简单的固定长度编码。

UTF-8适用于多语言文本和互联网传输，而UTF-32适用于需要在内存中快速直接操作字符的情况，但可能会占用更多的空间。